礦用電機車是煤礦井下重要的生產(chǎn)運輸工具,大多采用鉛酸蓄電池作為儲能電源。鉛酸蓄電池能量密度低、使用壽命短、維護成本高,由于酸性物質(zhì)的揮發(fā)泄露還導(dǎo)致污染等問題,更重要的一點是,其充電時需要從電機車上拆下來運到專用機房進行充電,整個充電過程費時費力,大大降低了工作效率;充電電源大都采用晶閘管整流的相控電源,這類電源體積大、充電策略不合理,諧波含量高,電能質(zhì)量低;直流電機作為驅(qū)動電機,雖然牽引性能良好,但是運行可靠性不高,后期維護成本高,而且采用能耗制動方式,大量電能消耗在制動電阻上,導(dǎo)致蓄電池頻繁的充電,嚴重制約了其使用壽命和續(xù)航能力。針對上面提到的問題,課題開展礦用超級電容電機車車載充電系統(tǒng)的研究。課題首先分析了傳統(tǒng)礦用電機車充電系統(tǒng)中存在的缺點和不足,改進了傳統(tǒng)充電方式和充電策略。選擇永磁同步電機代替直流電機,超級電容代替鉛酸蓄電池作為儲能電源;充電電路采用三相PWM整流電路和Buck型DC-DC變換電路串聯(lián)結(jié)構(gòu),三相PWM整流電路作為前級,Buck型DC-DC電路作為后級,并建立數(shù)學(xué)模型;為實現(xiàn)車載充電,對永磁同步電機繞組進行重構(gòu),在定子繞組上增加電磁開關(guān),充電狀態(tài)下電磁開關(guān)得電,三...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 傳統(tǒng)礦用電機車充電系統(tǒng)
        1.2.1 礦用電機車儲能電源研究現(xiàn)狀
        1.2.2 礦用電機車充電系統(tǒng)及存在的主要問題
    1.3 論文的主要內(nèi)容
2 礦用超級電容電機車車載充電系統(tǒng)
    2.1 車載充電系統(tǒng)總體方案
        2.1.1 礦用電機車車載充電系統(tǒng)
        2.1.2 驅(qū)動電機的選擇
        2.1.3 車載充電電路
    2.2 超級電容基本原理
        2.2.1 超級電容等效模型
        2.2.2 超級電容陣列
        2.2.3 超級電容陣列均壓控制
    2.3 超級電容充電特性
        2.3.1 恒流充電特性
        2.3.2 恒壓充電特性
        2.3.3 恒功率充電特性
        2.3.4 充電方式選擇
    2.4 本章小結(jié)
3 車載充電系統(tǒng)充電控制策略
    3.1 車載充電系統(tǒng)建模
        3.1.1 PWM整流電路數(shù)學(xué)模型
        3.1.2 DC/DC變換電路數(shù)學(xué)模型
    3.2 三相PWM整流電路控制策略
        3.2.1 三相PWM整流電路的控制策略
        3.2.2 電流環(huán)控制策略
        3.2.3 電壓環(huán)控制策略
    3.3 三相PWM整流電路調(diào)制方式
    3.4 DC/DC電路控制方式
    3.5 本章小結(jié)
4 車載充電系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
    4.1 車載充電控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        4.1.1 過零檢測電路
        4.1.2 采樣電路
        4.1.3 IPM外部驅(qū)動電路
        4.1.4 輔助電源電路
    4.2 車載充電控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
        4.2.1 系統(tǒng)主程序
        4.2.2 系統(tǒng)初始化子程序
        4.2.3 PWM控制子程序
        4.2.4 充電控制子程序
    4.3 本章小結(jié)
5 車載充電系統(tǒng)仿真及實驗驗證
    5.1 車載充電系統(tǒng)的仿真模型
        5.1.1 充電系統(tǒng)仿真模型
        5.1.2 仿真結(jié)果及分析
    5.2 實驗及結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及主要科研成果



本文編號：3875901